Адгезия жидкого стекла к металлу

Обновлено: 08.05.2024

В электродно-флюсовом производстве жидкое стекло применяют в качестве связующего для изготовления керамических не - плавленных флюсов и сварочных электродов.

Керамические флюсы — это смесь порошкообразных компонентов, сцементированная связующим веществом или упрочненная спеканием в виде крупки требуемой гранулометрии. Для производства флюсов с применением связующего используют жидкое стекло. В процессе производства таких флюсов (в отличие от плавленных) компоненты не плавятся, исходные компоненты сохраняются, что позволяет вводить в их состав кроме минеральных шлакообразующих веществ порошкообразные металлы, ферросплавы, углеродистые вещества, карбонаты и другие материалы. Эта особенность дает возможность обеспечить активное металлургическое воздействие на расплавленный в процессе сварки меТалл — осуществлять его раскисление, легирование, модифицирование и т. д. В качестве связки в шихтах керамических флюсов применяют натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 2,6— 2,8, плотностью 1,38—1,48 г/см3. Технологическая схема приготовления флюсов на жидкостекольной связке включает: приготовление порошков из минералов; приготовление жидкого стекла; приготовление флюсовой массы; сушку и прокалку флюса.

Приготовление порошков происходит в следующей последовательности: дробление компонентов, промывка щебня на промывочной машине для удаления тонкодисперсных примесей, вторичное дробление в валковой дробилке до размера кусков 5—10 мМ> подготовленная крупка подвергается сушке в сушильном барабане (до остаточной влажности 1%), после чего поступает в бункера ^ельниц, откуда питателем подается в шаровые мельницы для гонкого измельчения. При размоле ферросплавов их разбавляют инертными материалами — полевым шпатом, плавиковым шпатом, гранитом для исключения возможности образования взрывоопас - ных смесей. Мельница работает в закрытом цикле с сепаратором. Отделение готового продукта происходит в циклоне и рукавном фильтре. Размолотый материал направляется в бункера тонко - іисперсньїх материалов.

J Приготовление жидкого стекла осуществляют во вращающемся автоклаве по типовой схеме: загрузка автоклава силикат-глыбой, подача воды и пара, разваривание глыбы, подача жидкого стекла в отстойник, где жидкое стекло выдерживается 7—10 сут для выделения механических примесей и нерастворимых остатков. После отстойника жидкое стекло подается в бак-смеситель дозирующей системы.

Для приготовления флюсовой массы по заданной рецептуре составляют сухую смесь компонентов в барабанном смесителе. Флюсовую массу готовят путем перемешивания сухой массы с жидким стеклом в бегунах, где материал гранулируется. Сырые гранулы конвейерным транспортом подают в печь на сушку (прокалку), после чего отделяют от тонких фракций, упаковывают и направляют на склад готовой продукции. Выделенные тонкие фракции

Добавляют в сухую шихту.

Сварочные электроды, изготовляемые с применением в качестве связующего жидкого стекла, предназначены для ручной дуговой сварки. Электрод представляет собой металлический стержень с нанесенным на его боковую поверхность специальным покрытием из различных порошкообразных материалов со связующим (жидким стеклом). Требуемый уровень технических свойств электродов определяется составом проволоки, химическим и фазовым составом электродной массы, а также составом и свойствами применяемого в качестве связующего жидкого стекла, гранулометрическим составом порошковых компонентов массы, присутствием примесных компонентов, тщательностью усреднения массы, соблюдением режимов твердения электродных масс. Порошковые компоненты электродных масс в зависимости от марки и класса электродов включают вещества различной химической природы, такие как мрамор, плавиковый шпат, ферросплавы (ферромарганец, ферротитан, ферросилиций, феррованадий и др.), соду, поташ, полевые шпаты, магнезит, порошкообразные металлы, органические вещества и т. д.

Кроме обеспечения вяжущих свойств, жидкое стекло участвует в формировании химического состава шлака в процессе сварки. Жидкие стекла являются также ионизатором — источником ионов К+ и Na+, требуемых для протекания процесса сварки. Натриевое жидкое стекло для производства сварочных электродов должно характеризоваться значением силикатного модуля 2,7—3,0.

При нанесении покрытия опрессовкой применяют жидкое стек Ло высокой плотности (« 1,5 г/см3), при нанесении покрытия оку

Іспользуют жидкое стекло меньшей плот - Органических. J---------------- ^ nanpVirvuaPR тем

Ности (1,30—1,35 г/см3), что обеспечивает требуемый уровень ратной воды в обмазочной массе »храняетс^Вр №^сл у чаєві пластичности массы. Наряду с плотностью, важной характернее „ература прокалки электрода ограничена вьюоки^

Кой жидкого стекла для производства электродов является его «ассы, связанными с различием коэфф________________________________________________________________________________________________________ „„„„„

Модуль, а также вязкость жидкого стекла и содержание сухого расширения ее компонентов остатка (т. е. концентрация раствора). Такие характеристики стекЛа, как плотность, концентрация, модуль и вязкость, связаны между собой определенными зависимостями (п. 2.3). В соответствии с требованиями технологии сварочных электродов определяющими свойствами жидкого стекла являются в первую очередь вяжущие Свойства (способность образовывать с компонентами массы при ее твердении прочный камень). Наибольшее внимание уделяется Значениям прочности на изгиб, требованиям к прочности на Удар, а также поверхностной прочности (осыпаемости). Важной харакТеристикой вяжущих свойств жидкого стекла является величина его адгезии к материалу электрода (к металлической проволоке). Кроме вяжущих свойств для технологии электродов существенны также:

Химическая активность жидкого стекла по отношению к компонентам массы, определяющая время живучести (сроки схватывания массы до ее опрессовки);

Способность жидкого стекла при твердении масс образовывать относительно атмосферостойкий камень (в соответствии с требованиями к условиям хранения электродов);

Способность к сравнительно низкому газовыделению (к выделению' паров воды) в процессе сварки;

Обеспечение жидким стеклом термических свойств затвердевших масс (сохранение прочности в процессе нагрева электрода при сварке);

Соответствие жидкого стекла сравнительно высокому уровню санитарно-гигиенических требований как при изготовлении электродов, так и при сварке;

Относительная недефицитность и дешевизна жидкого стекла. Наиболее реакционными компонентами электродных масс по отношению к жидкому стеклу являются ферросплавы, взаимодействующие с жидким стеклом с газовыделением, значительным тепловыделением, что ухудшает технологические характеристики масс. Для предотвращения этой реакции поверхность частий ферросплавов пассивируют путем их естественного или искусственного окисления (например, нагрев в окислительной среде, обработка окислителями в водном растворе).

Сушка и прокалка обеспечивают отвердевание жидкого стекла и его переход в водостойкое состояние, при этом удаляется свободная (несвязанная) вода, вода, адсорбированная гелем кремнезема и гидросиликатами, а также частично вода кристаллогидратов.

Температура прокалки стержней не должна превышать темпе-

----------------------------------- ,, lih, ri,1ип^пг1г1 ,ШЛрЫ|Пл ику. ратуру диссоциации некоторых компонентов массы, прежде всего

Нанием в составе массы используют жидкое стекло меньшей плот органических. При таком условии большая часть кристаллогид-

Ипсти I QH 1 ЧК „ /„„.Зч _________________________________ ^ ц " ^__________ .»._______

Гранитный щебень 20— 36—38 792— 836 48—50 П52—1200 40 мм

27—29 17,5—18,5 13,5—14,5

22—24 14,5—15,5 10,5—11,5

528—575 348—372 252—276

Химически стойкие бетоны на жидком стекле (плотные полимерсиликатные бетоны), предназначенные для работы в условиях воздействия разбавленных и концентрированных минеральных кислот (азотной, серной, соляной, фосфорной), органических кислот (молочной, лимонной) характеризуются коэффициентом химической стойкости Кх. с>0,7; в водном растворе аммиака (10—25%) такие бетоны имеют Кх. с >0,5. В насыщенных растворах хлоридов металлов — Кх. с.>0,7. В органических растворителях (ацетон, бензол, толуол) и нефтепродуктах полимерсиликатные бетоны характеризуются высокой химической стойкостью (/(хс >0,8). Низкую химическую стойкость такие бетоны проявляют в водных растворах едких щелочей.

Наиболее распространен цемент кислотоупорный кварцевый кремнефтористый, представляющий собой смесь тонкомолотого кварцевого песка и кремнефтористого натрия (гексафторсиликата натрия). Смесь затворяется калиевым или натриевым жидким стеклом, после чего при твердении на воздухе образует кислотостойкий камень. Содержание кремнефторида натрия в таком цементе составляет 4% (цемент типа I для кислотоупорных замазок) или 8% (цемент типа II для кислотоупорных растворов и бетонов). К цементу предъявляются следующие технические требования.

1,6 0,35 0,03 0,02

Твердение кислотоупорного цемента происходит за счет взаимодействия кремнефторида натрия и высококонцентрированного раствора жидкого стекла. По данным [51], реакция между Na2SiF6 и жидким стеклом протекает в два последовательных этапа, первый из которых соответствует нейтрализации щелочи в растворе до начала гелеобразования, второй — нейтрализации щелочи в формирующемся гидрогеле.

Кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент применяют в качестве связующего для укладки штучных химически стойких материалов (кирпича, плитки) при защите корпусов химической аппаратуры, а также для изготовления кислотоупорных растворов и бетонов. Цементный камень из кислотоупорного цемента стоек к действию большинства минеральных и органических кислот. Исключение составляют фтористоводородная (HF) и крем - нефтористоводородная (H2SiF6) кислоты, в которых растворяется кремнезем. Такой цемент недостаточно стоек к действию кипящей воды, водяного пара и щелочей.

Для изготовления кислотостойких замазок применяют также тонкомолотую андезитовую муку в смеси с кремнефтористым натрием (андезитовая замазка). Смесь затворяют жидким стеклом (модуль 2,8, плотность 1,4 г/см3) при следующем соотношении компонентов, масс, ч.: андезитовая мука — 95, Na2SiF6 — 5, жидкое стекло натриевое — 35.

Одним из основных потребителей кислотоупорных цементов, замазок и бетонов на жидком стекле является целлюлозно - бумажная промышленность (производство целлюлозы сульфитным способом), где материалы такого типа применяют для защиты варочных котлов, отстойников и др. Технологическая аппаратура изготовляется в этом случае из стали или бетона, а коррозионная защита выполняется в виде кислотоупорной керамической плитки или кирпича, уложенных на жидкостекольной замазке. Используется также монолитная футеровка из кислотоупорного бетона на жидком стекле. Основными характеристиками защитного кислотостойкого материала являются коррозионная стойкость, непроницаемость, нетоксичность, дешевизна.

Наибольшее применение находят полимерсиликатные композиционные материалы, представляющие собой водорастворимые силикаты с активными добавками, в основном фуранового ряда, работающие в условиях кислых и нейтральных сред и под воз - Действием повышенных температур. Материалы являются дешевыми и простыми в изготовлении, нетоксичными, негорючими. Стоимость полимерсиликатиых материалов соизмерима со стоимостью Цементных бетонов и в несколько раз ниже стоимости полимер - бетонов. Полимерсиликатные материалы в виде бетонов, растворов, замазок применяют для изготовления конструкций различного назначения, монолитной и штучной футеровки. Перспективны Композиционные материалы на основе жидкостекольного связующего с добавками фурфурилового спирта.

Традиционные кислотосіоикие материалы получают на осно|И, текле предложены технические лигносульфонаты [52]. Показано, натриевого жидкого стекла модуля 2,6—3,1 и плотностью 1,38~Щт0 лигносульфонаты определенного вида оказывают существен - 1,42 г/см3 при его отверждении кремнефторидом (фторсиликатом) воздействие на процессы твердения и свойства жидкостеколь - натрия. Оптимальная концентрация фторсиликата для получения цух композиций. Так, аммониевые лигносульфонаты - улучшают водостойких материалов составляет 15—20% от массы жидкого прочностные показатели материала. Введение в состав жидкого стекла. Избыток фторсиликата увеличивает пористость, снижает стекла натриевых лигносульфонатов с повышенными молекуляр^- прочность и повышает проницаемость материалов. Содержание ^ыми массами является предпосылкой для получения тонкопористой фторсиликата рассчитывается [22] исходя из щелочности системы структуры микрогеля, высокой водонепроницаемости и прочности по стехиометрии уравнения реакции: материала. Введение 3% лигносульфонатов и 15% кремнефторида

Натрия обеспечивает наилучшее структурообразование и достиже - Na2SiF6+4Na0H->Si02+2H20+6NaF. . іНие высоких эксплуатационных показателей.

Рекомендуемая концентрация Na2SiF6 превышает концентра цию, необходимую для отверждения жидкого стекла, составляю] щую обычно 3—5%.

Совершенствование свойств жидкостекольных связующих для кислотостойких материалов связано в большой степени с применением в составе связующего различных активных добавок как неорганической, так и органической природы. Введение таких добавок интенсифицирует гелеобразование в системе, связывает щелочь, воду, обеспечивает образование нерастворимых в кислоте соединений, кольматацию пор, увеличивает адгезию связки, и наполнителя. Такими добавками, например, могут быть нефели новый шлам, доменные и феррованадиевые шлаки, алунит, перлит добавки, содержащие активный кремнезем, фосфаты и т. д. Улуч шение технических свойств кислотостойких материалов за сче введения в их состав активных неорганических добавок типа пере численных выше в ряде случаев наблюдается, однако значительш большую перспективу представляет применение органических до бавок, особенно для повышений непроницаемости. По даннык Дилера [2], взаимодействие функциональных группировок орга нических веществ и силанольных групп кремнезема происходич за счет образования водородных связей. Определенные успех! достигаются за счет введения в раствор щелочного силиката фур фурилового спирта, что позволяет повысить непроницаемості полимерсиликатных материалов [5]. Аналогичный эффект достигнут при введении в состав жидкостекольного связующего водної эмульсии кремнеорганической жидкости ГКЖ-94. Дальнейшее со вершенствование этого направления улучшения свойств жидко стекольного связующего явилось основой для разработки сериї эффективных полимерсиликатных материалов, содержащих в ка честве органической добавки, наряду с фурфуриловым спиртом фенольно-резольную водорастворимую смолу, ДИ-, олиго - и поли изоционатов, олигоэфиров и т. д. Действие добавок таких груп является полифункциональным и обеспечивает отверждение и модификацию щелочных силикатов.

В качестве перспективной модифицирующей добавки дл создания кислотоупорных композиционных материалов на жидко:

[2] h не может быть выше температуры острого пара задаииых параметр (169,6 °С). 160

Физико-химические свойства растворов жидкого стекла

При изготовлении сварочных элек тродов жидкое стекло выполняет ряд функций, оказывающих определяющее влияние на основные технологические операции — опрессовку и термообработку электродов. Являясь связующим, придающим обмазочным массам требуемые рабочие свойства, растворы жидкого стекла делают покрытие готового электрода механически прочным, а при определенных режимах термообработки и влагостойким. Сухой остаток жидкого стекла, содержащийся в покрытии готового электрода, существенно влияет на стабильность процесса сварки, на свойства и состав наплавленного металла, а также на физико-химические свойства образующихся шлаков. Он способствует насыщению металла шва кремнием за счет протекающего кремневосстановительного процесса, а также насыщению металла водородом за счет влаги, удерживаемой им в покрытии.

Влага довольно прочно удерживается сухим остатком жидкого стекла (массовой долей вещества после выпаривания и соответст-

вующей прокалки). На рис. 58 показан график зависимости остаточной влаги от исходного ее содержания в натриевом жидком стекле с модулем 2,9 и плотностью 1,485 г/см3 при различных температурах сушки (до постоянной массы). При этом условно принято, что при температуре 600 °С остаточная влажность равна нулю. Например, сушкой при 300 °С можно снизить содержание влаги только до 4-5% от исходной при любой продолжительности времени сушки. Эта влага является основной причиной наводоражива - ния сварных швов.

Растворы жидкого стекла характеризует ряд основных подлежащих контролю параметров: вид, модуль, вязкость, плотность. Значительно реже контролируют клейкость жидкого стекла, а также его щелочность, определяемую значением pH и связанную с концентрацией водородных ионов. Экспериментально установлено, что при изменении модуля натриевого жидкого стекла от 2,7 до 3,2 при плотностях, используемых в электродном производстве, pH изменяется от 11,8 до 11,0. Объем знаний о физико-химических характеристиках разных видов жидкого стекла, применяемых в электродном производстве, в последние годы значительно расширен за счет системных исследований, выполненных, главным образом, в ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины [44-50 и др.|.

Вид жидкого стекла определяет состав используемой силикатной глыбы (см. табл. 48). Жидкое стекло может быть также приготовлено смешиванием в желаемых пропорциях стекол двух видов, например, натриевого с калиевым и т. д.

Модуль жидкого стекла, определяемый аналогично модулю силикатной глыбы, также является ведущей характеристикой материала. По абсолютной величине при правильно проведенной разварке он близок к модулю исходной силикат-глыбы. Некоторое снижение модуля связано с образованием в ходе растворения кремнеземистых осадков.

Плотность жидкого стекла измеряют в г/см3 ареометром типа АОН-1 с ценой деления не более 0,01. Измерять плотность жидкого стекла ареометром с большей ценой деления, например 0,1, недопустимо, так как изменение его плотности уже в 0,02-0,03 г/см3 может весьма существенно сказаться на свойствах стекла. После измерения плотности ареометр должен быть немедленно помещен в чистую теплую воду, так как жидкое стекло, засохшее на поверхности ареометра, трудно удаляется с нее. Кроме того, при длительном контакте стеклянного ареометра с щелочной средой жидкого стекла возможно разрушение поверхности ареометра. Все это приводит к снижению точности показаний.

Определять плотность жидкого стекла желательно при одной и той же температуре, равной 20 °С; это связано с весьма существенной зависимостью плотности жидкого стекла от температуры. При невозможности доведения температуры натриевого жидкого стекла до 20 °С замеряют его фактическую температуру и плотность при этой температуре. Затем плотность жидкого стекла приводит по следующей приближенной формуле к его плотности при 20 °С: Р20 = Рт + 0,00056(Т-20), где Р20 — плотность жидкого стекла при 20 °С, г/см3; рт — замеренная плотность жидкого стекла при Т °С, г/см3; Т — температура жидкого стекла, °С.

Графики зависимости плотности натриевого и калиево-натриевого жидкого стекла от температуры [51], приведенные на рис. 59, могут быть использованы для приближенного определения плотности жидкого стекла при интересующей температуре по результатам ее замера при другой температуре.

В литературе иногда встречается определение плотности в градусах Боме. Зависимость между плотностью р (г/см3) жидкого стекла и градусами Боме (°Ве) выражается формулой р = 145/(145 - °Ве).

При течении жидкости между ее слоями возникает внутреннее трение. Его мерой является коэффициент вязкости или коэффициент внут реннего трения TJ, который выражается в паскаль-секундах (Па с) или сантипуазах (сП); 1 Пас = 1000 сП = 1000 мПа-с.

Для истинных растворов значение коэффициента вязкости Т) — постоянная величина в широком диапазоне скоростей течения.

Жидкое стекло является коллоидным раствором, в связи с чем значение коэффициента вязкости зависит от скорости перемещения его слоев и имеет относительный характер. Поэтому для получения сопоставимых результатов вязкость жидкого стекла следует замерять каким-либо одним методом.

При движении тела в вязкой жидкости сопротивление перемещению зависит от ее вязкости. Когда сила, создающая движение, постоянна, скорость перемещения определяет вязкость среды. Измеряя ее, можно судить о вязкости жидкости. Исходя из этого, удобным является определение вязкости методом падающего шарика, например, на простейшем вискозиметре конструкции МОСЗ (рис. 60). Вискозиметр представляет собой стеклянную трубку длиной 700-750 мм с внутренним диаметром 30-40 мм. Трубку с заглушенным нижним концом устанавливают в строго вертикальном положении в штатив. В задней стенке штатива имеется узкая прорезь шириной 3-4 мм для подсвечивания жидкого стекла с целью наблюдения за движением в нем металлического шарика. На стеклянной трубке нанесены два тонких несмываемых штриха на расстоянии 500 мм друг от друга. Верхний штрих наносят на расстоянии 100-120 мм от верхнего обреза трубки.

Рис. GO. Вискозиметр МОСЗ: 1 — основание;

2 — подсвечивающая стойка;

3 — вертикальная прорезь в стойке;

5 — мерные риски (штрихи);

6 — стеклянная трубка

Вязкость жидкого стекла определяют при температуре 20±1°С. После доведения температуры жидкого стекла до указанной стекло заливают в трубку на 5-8 мм ниже ее верхнего среза. После всплывания пузырьков воздуха из жидкого стекла в него по оси трубки опускают металлический шарик и секундомером замеряют время его падения (движения) в жидком стекле между двумя штрихами. Таких замеров делают не менее трех.

Вязкость Г| в сантипуазах в первом приближении, согласно закону Стокса, определяют по формуле r]=200(p-p())gr2/9i>, где р — плотность шарика, г/см3; р0— плотность жидкого стекла, г/см3; г — радиус шарика, см; g — ускорение свободного падения, см/с2; v — скорость движения шарика, см/с.

Значение коэффициента К, равное 10,8, пригодно только для шарика диаметром 3,15 мм. Применение шариков другого диаметра потребует пересчета коэффициента. Однако следует иметь в виду, что при диаметре более 3,4 мм полученные значения Т) будут несколько отличаться от его значения, определенного с использованием шарика диаметром 3,15 мм. Это связано с особенностями коллоидных растворов. Значение коэффициента К в формуле вязкости жидкого стекла может быть также определено по графику (рис. 61).

Жидкое стекло для бетона: правильные пропорции для стяжки

Жидкое стекло – химический ингредиент, который используют для улучшения характеристик строений. Препарат вносят в цементный раствор и обрабатывают проблемные поверхности. Средство не является универсальным, поэтому важно разобраться для чего, где и в каких пропорциях применяют.

Что это такое

Жидкое стекло – продукт химической реакции, который возникает при соединении кислоты кремниевой с силикатами металлов щелочных. В итоге получают вязкую, прозрачную субстанцию с зеленоватым или молочным подтоном. Под воздействием воздуха влага из массы испаряется, в результате чего вещество застывает, формируя стеклоподобный слой.

От обычного стекла жидкий вид отличается скоростью полимеризации и прочностью. Иногда средство применяют вместо эпоксидной смолы. Кроме прозрачности, у веществ неодинаковые характеристики и сфера использования, а полученные эффекты кардинально разнятся

Свойства препарата зависят от компонентов, которые добавляют при химической реакции. Существует 4 вида смесей, но в строительстве применяют только 2:

Натрий. У вещества отличные гидроизоляционные и клеящие качества. После обработки создает неблагоприятные условия для развития микроорганизмов и коррозии.
Калий. У химиката высокий уровень кристаллизации, увеличивающий устойчивость к механическим воздействиям. Улучшает стойкость к кислотам, придает поверхности огнеупорные свойства.

Силикатное стекло производят в двух формах. Препарат в виде порошка нужно перед использованием разводить в воде, выдерживая пропорции, указанные в инструкции. Жидкое средство уже готово к применению. Производители расфасовывают химикат в упаковки разного объема – от 1 до 15 кг.

Где применяют

Жидкое стекло – популярный препарат, который используют при ремонте и в строительстве. Если внести ингредиент в цементно-песочную смесь стяжки, то раствор застынет в течение суток, а не 6 дней. Из состава быстро испаряется влага. Полученная прочная поверхность готова к последующим работам.

Добавка жидкого стекла в бетон увеличивает стойкость к влаге и температурным перепадам. Параметр применяют при возведении конструкций, которые регулярно соприкасаются с водой (колодцы, бассейны). Модифицированный материал становится более редким, поэтому полностью заполняет:

внутренние пустоты;
щели;
поры.

Если добавить жидкое стекло в бетон, то улучшаются гидроизоляционные характеристики. Вещество уместно для защиты фундамента, который возводят вблизи пролегания грунтовых вод. Из-за бактерицидного эффекта на цементной поверхности нет благоприятных условий для микроорганизмов. После обработки не появится плесень и грибок.

Жидкое стекло в составе бетона увеличивает жаропрочность штукатурки. При высокой температуре (от +200 С) шпаклевка отваливается от перегородок. Если добавить прозрачный ингредиент, то стены можно прогревать до +1400 С. Вещество используют при возведении и облицовке печей, каминов.

Видео описание

Правила применения жидкого стекла. Бетонный пол без пыли.

Плюсы и минусы

Жидкое стекло – недорогая присадка, которая помогает изменить характеристики раствора. При малом расходе вещество улучшает эластичность бетона, облегчая использование массы. Готовый состав быстро сохнет, становится устойчивой к истиранию.

Жидкое стекло в цементе усиливает адгезию с гладкими материалами. Сырье не боится воздействия агрессивной бытовой химии и кислот. Дополнительно поверхность приобретает антистатические качества и устойчивость к действию высоких температур.

Жидкое стекло в цементе создает воздухо- и водонепроницаемые структуры. Обработанные участки приобретают стойкость к влажности и микроорганизмам (грибкам, плесени). Препарат не выделяет токсичные вещества, поэтому безопасен для людей и животных.

Точность дозировки – основной недостаток жидкого стекла. Средство нельзя добавлять на глаз. Избыток химиката в растворе негативно отразится на параметрах прочности. После высыхания поверхность растрескивается, что приведет к быстрой потере эксплуатационных характеристик.

Масса с жидким стеклом очень быстро сохнет. Чем больше препарата в веществе, тем легче высыхает поверхность. Например, при 2% сырье схватывается за 40 минут, при 10% - за 5 мин. Чтобы успеть, мастера готовят состав в малом количестве, стараются завершить до конца застывания.

Материал не устойчив к механическому давлению. При постоянном контакте пленка постепенно разрушается. Вещество можно использовать только с бетоном и древесиной. При соприкосновении с жидким стеклом кирпич впитывает силикаты, после чего растрескивается.

Выбор пропорций

Строгое соблюдение дозировок – основное требование при работе с прозрачным ингредиентом. Чтобы предупредить разрушение, важно точно выдерживать пропорции. Соотношение компонентов зависит от задач, которое раствор должен выполнять.

Проще всего сделать универсальный пластификатор. Цемент соединяют с песком (1:3), потом к общему объему добавляют 25% жидкого стекла. Например, на 10 кг готового раствора понадобится всего 2 кг вещества.

При гидроизоляции литр воды смешивают 400 г прозрачного ингредиента. Если нужна грунтовка, то литр силикатного препарата соединяют с 2,5 л чистой влаги. Консистенция средства должна быть умеренно текучей, подходить для обработки кистью или строительным пульверизатором.

Водоустойчивую штукатурку делают из песка и цемента, выдерживая пропорции 1:2,5. К смеси добавляют 15% водный раствор жидкого стекла. Из-за высокой концентрации пластификатора массу готовят в небольшом объеме, наносят очень быстро.

Для обмазки огнезащитной и создания устойчивых к кислоте масс цемент соединяют с мелким песком в пропорциях 1,5:4. Потом добавляют 1,5 части прозрачного ингредиента. Количество воды в растворе не должно быть больше 25% от общего объема жидкого стекла.

Пропитку для бетона и древесины делают из влаги и силикатного вещества, выдерживая соотношение 1:1. Если нужна укрепляющая и защитная грунтовка для стяжки, то смешивают цемент со стеклянным ингредиентом в пропорциях 1 к 1. Количество воды – не более 25% от объема препарата.

При заливке напольного покрытия в бетон вливают не более 5% жидкого стекла. В составе фундаментов применяют не более 3% прозрачного вещества. Если в основание добавить больше четверти объема силикатного препарата, то конструкция начнет разрушаться сразу после высыхания массы.

Правила работы

Раствор с жидким стеклом можно приготовить самостоятельно. Воду берут только чистую. Любые примеси, особенно из технической влаги, негативно отразятся на химической реакции состава.

Для сохранения первоначальных качеств сырье надо хранить в плотно закрытой емкости. Рекомендуемая температура – от +5 до +40 С. Если препарат замерз, то он выдержит 5 циклов оттаивания.

Прозрачный ингредиент набирают в стакан. Аккуратно выливают вещество в ведро воды. Чтобы компоненты хорошо соединились, одновременно размешивают до однородности. Если используют вариант в сухой форме, то придется чуть дольше смешивать. Полученный раствор добавляют в подготовленный цемент с песком.

Бетонную смесь обрабатывают строительным миксером или перфоратором с насадкой-венчиком. Масса быстро твердеет, поэтому нет смысла применять бетономешалку. Важно успеть соединить все вещества до того, как начнется схватывание.

Перед началом работ обязательно подготавливают зону, которую будут обрабатывать. Без предварительных процедур сложно обеспечить глубокое проникновение состава. Поверхность выравнивают шлифовальной машиной, убирают старую отделку. Строительным пылесосом очищают от грязи, пыли. Если в основании есть трещины, дефекты надо зашпаклевать, высушить, а потом приступать к нанесению.

Капли жидкого стекла сложно убрать с одежды и обуви. Во время работы нужно использовать защитный костюм. Чтобы вещество не попало в глаза или рот, надевают строительную маску или очки с респиратором.

Готовый материал выливают в опалубку, в стяжку или используют для шпаклевки перегородок. Если раствор надо нанести на бетон или древесину, то лучше брать валик, плоскую кисточку или краскопульт. Во время и после процедуры в помещении обязательно открывают окна для проветривания.

Жидкое стекло на бетонный пол. Как правильно с ним работать? Нюансы.

Заключение

Жидкое стекло – практичное, недорогое средство, которое поможет увеличить эксплуатационные характеристики бетона в фундаменте и стяжке, камине и колодце. При соблюдении точных дозировок получают пластичный раствор, защищающий конструкцию от агрессивной среды. Избыток вещества в составе приведет к обратной реакции (к разрушению).

Жидкое стекло и его применение в строительстве

Материал под торговым названием «силикатный клей» относится к универсальным вспомогательным средствам; его с успехом задействуют в строительстве, в декоре и быту. В статье рассматривается применение жидкого стекла в строительном процессе. Вы узнаете, в каких работах используется состав, познакомитесь с тонкостями применения на поверхностях разного типа.

Состав, внешний вид и свойства

Основой любого жидкого стекла служит водный раствор силиката с щелочными свойствами. В роли силиката выступают соли натрия, калия или (редко) лития. В строительстве применяются следующие модификации:

Жидкое калиевое стекло. Внешне имеет вид густой прозрачной жидкости, иногда со слабым зеленым или желтым оттенком. Структура вязкая, тягучая, механические примеси отсутствуют.
Жидкое натриевое стекло. Бесцветная густая жидкость, иногда с желтоватым или сероватым тоном. Во время хранения возможно выпадение осадка.

Жидкое стекло производится: с различным соотношением окиси кремния и окиси натрия (калия); этот параметр называется силикатным модулем. Модуль жидкого стекла характеризует его клеящую способность и влияет на прочность смесей. Величина силикатного модуля влияет на скорость растворения щелочно-силикатных стекол в воде.

Плотность жидкого стекла — 1400-1420 кг/м 3 . Модуль — 3-3,5 и выше.

Составы схожи по своим эксплуатационным качествам, но имеют и отличия:

Калий силикат характеризуется более вязкой структурой, после застывания становится матовым, устойчивым к химическому и атмосферному воздействию. Лучше всего жидкое стекло с силикатом калия подходит для гидроизоляции цоколя или фундамента.
Натрий силикат имеет плотную структуру. Он хорошо связывается и потому характеризуется высоким уровнем адгезии, независимо от структуры подложки. Состав подходит как для гидрозащиты остальных объектов, так и в качестве компонента смесей, а также для окраски фасадов.

Достоинства и недостатки

Востребованность силикатных составов объясняется их ключевыми характеристиками:

Клеящая способность. Состав, впитываясь в подложку, полностью заполняет мельчайшие трещины и поры. Возрастает адгезия, плотность и вязкость жидкого стекла.
Низкая теплопроводность. Связующее не боится температурных перепадов, поэтому используется в изготовлении теплоизоляторов (каменная вата), рассчитанных на многократную заморозку/оттаивание.

Невосприимчивость к влаге. Свойство, с равным успехом допускающее применение жидкого стекла для дерева и бетона.
Антисептические и огнеупорные качества. Снимают проблему появления плесени и уменьшают способность материала к возгоранию.
Экологичность эксплуатации. Силикатный клей не выделяет веществ, токсичных для человека и животных.
Практичность использования. Характеризуется экономным расходом и низкой (по сравнению с промышленными средствами гидроизоляции) стоимостью.
Долгий срок службы обработанной поверхности: с сохранением первоначальных характеристик, стойкость к истиранию.

Жидкому стеклу присущи недостатки, которые необходимо учитывать в работе:

Осторожность при использовании. В состав силикатного клея входит щелочь, которая вызывает химические ожоги при контакте с кожей.
Специализированные навыки в работе. Жидкое стекло быстро засыхает, для нанесения важна сноровка исполнителя.
Ограничения использования. Силикатный клей применим для дерева и бетона, но не дружит с кирпичом (разрушает его структуру).

Сфера применения

Свойства жидкого стекла делают его полезным для использования в качестве:

Отвердителя. Состав заполняет поры, увеличивая плотность подложки и попутно сглаживая неровную поверхность.
Гидрофобного изолятора. Силикатный клей является непреодолимым барьером для влаги, что сохраняет эксплуатационные свойства стройматериалов.
Антисептика. Эффективный продукт для уничтожения плесени.
Огнестойкого материала.
Антистатика. Предотвращает накопление статического электричества.

Добавление в бетон, пропитка (в смеси с водой) и обмазочная методика (чистый клей) —

практические способы нанесения жидкого стекла; применение в строительстве охватывает множество строительных процессов:

Гидроизоляция систематически контактирующих с влагой объектов: колодцев, бассейнов, цоколей, подвалов, фундаментов.
Заделка мелких дефектов в стенах и перекрытиях.
Добавка в цементный раствор ускоряет его твердение и уменьшает водопоглощение.

Поверхностная обработка бетона жидким стеклом увеличивает его прочность.
Обеспыливание бетонных поверхностей любого возраста. Грунтование поверхности стяжки предотвращает образование цементной пыли и повышает сопротивление истиранию.
Пропитка деревянных конструкций для придания им большей плотности и огнестойкости, защиты от заселения микроорганизмов. С той же целью проводится пропитка гипсокартона.
Как компонент для приготовления фасадных красок, устойчивых к уличным условиям.
Антикоррозийная обработка металлов.
Компонент жаростойкой замазки для кладки печей, дымоходов, каминов, наружных частей дымовых труб.
Изготовление замазок для обработки швов труб.
Быстросохнущий клей. Используется для фиксации керамической плитки, напольных покрытий (ковролина, линолеума), потолочных пенопластовых плит, склеивания природного камня. Наносится на стену перед наклеиванием обоев или покраской.
Бактерицидная затирка. Для обработки швов между плитками.

О том, с чего начать строительство дома в следующем видео:

Использование для бетонных поверхностей

Жидкое стекло для бетона в виде компонента сложносоставной смеси или пропитки является надежным консерватором, но, чтобы оно полностью проявило заявленные свойства, необходимо придерживаться технологических нюансов:

Поверхность бетона предварительно очищается от грязи и обезжиривается.
Добавление в раствор. Жидкое стекло разбавляют водой в отдельной емкости, а затем вливают в приготовленную сухую смесь и тщательно перемешивают. Запрещается добавление силикатного клея в готовый жидкий раствор.
Важно точно следовать рецептуре, поскольку жидкое стекло сильно влияет на скорость затвердевания. Допускается разбавление состава небольшими порциями воды при быстром затвердевании.
При однократном нанесении силикатный клей пропитывает слой толщиной 1-2 мм; после нескольких обработок —15-20 мм.

Технология использования в разных процессах:

Для защиты от сырости стен чердаков и подвалов достаточно одного нанесения жидкого стекла.

Гидроизоляция стенок колодцев проводится в два этапа. Сначала наносится тонкий слой жидкого стекла. Поверх образовавшейся пленки наносится цементно-песчаная смесь с нужной пропорцией силикатного клея.
Бассейн гидроизолируют с двух сторон. Внутреннюю поверхность обрабатывают тонким слоем жидкого стекла. Для изоляции внешней стенки от грунтовых вод состав наносится толстым слоем, в два-три приема.
Жидкое стекло на пол в гараже — дешевый способ избавиться от всепроникающей цементной пыли. Правильным будет нанесение по свежей стяжке. Если просто пропитать пол концентрированным составом, получится хрупкий лаковый слой.
Напольное покрытие с использованием жидкого стекла. Проводится в помещениях с избытком влажности. Если полы деревянные, предварительно выполняется стяжка из бетона. Затем на сухую бетонную поверхность порциями выливается и разравнивается силикатный раствор. Для окончательного выравнивания наносится повторный слой толщиной 3-5 мм. Финишное покрытие добавляется после высыхания; подойдет эпоксидный или полиуретановый лак.

О правилах работы с жидким стеклом в следующем видео:

Защита древесины

Гигроскопичные деревянные конструкции особенно нуждаются в надлежащей защите. В отличие от бетона, при контакте с древесиной силикатный клей в нее не впитывается, но образует внешний предохранительный слой. Поэтому для правильной обработки дерева жидким стеклом особенно важна предварительная подготовка. Дерево не только очищается от пыли и грязи, но дополнительно зачищается наждачной бумагой. Такой прием позволяет создать более гладкую поверхность и лучшее сцепление (а, значит, и долговечность) пленки.

Силикатный клей наносят на поверхности, которые не планируется окрашивать, поскольку дерево становится зеркально гладким, и покрасить его невозможно. Регулярно подвергающиеся воздействию сырости места (подвал, стропила, балочное перекрытие) — идеальные претенденты на использование жидкого стекла; применение состава проходит с учетом следующих рекомендаций:

Состав, разведенный водой в нужной пропорции, наносится на обработанную и зачищенную поверхность, минимум двумя слоями.

Для качественной гидроизоляции толщина готовой пленки должна быть не менее 100 мкм.
Лучший результат получается, если состав наносится при температуре от +20 до +40°C, широкой кистью или валиком.

Приготовление составов

Строительный рынок насыщен разнообразными готовыми составами с комплексом полезных свойств. Несмотря на это, жидкое стекло в качестве компонента самостоятельно приготовленных смесей успешно конкурирует с промышленным продуктом благодаря хорошему соотношению цена/качество. В самодельных смесях доля жидкого стекла колеблется в следующих пропорциях:

Добавка в бетон: От 5 до 20% бетонной массы.
Пропитка поверхности: 50% цементного раствора.
Подготовка огнеупорной смеси: От 10 до 25% состава.

На практике строители пользуются проверенными пропорциями, позволяющими получить нужный результат:

Гидроизоляция колодцев. Для обмазки стен готовится раствор цементно-песчаной смеси и клея в равных долях.
Гидроизоляция бассейнов, влажных помещений, перекрытий, полов, стен. Готовится раствор из расчета 1 л (часть) жидкого стекла на 10 л (частей) бетонного раствора.

Про результат обработки цементного пола в гараже в следующем видео:

Состав, повышающий прочность смеси. Жидкое стекло добавляется в бетон в пропорции: 1 часть стекла на 20 частей готовой смеси.
Водостойкая смесь (для заделки щелей в конструкциях). Песок и цемент соединяют в соотношении 2,5 к 1. В смесь вливают 15% раствор жидкого стекла.
Грунтовка для стяжки пола. Цементный раствор и силикатный клей смешиваются как 2 к 1.
Изготовление фасадной краски. К жидкому стеклу подмешивается выбранный краситель до нужной цветовой насыщенности. С помощью силикатного состава можно удалять слой старой краски (лаковой или масляной).
Огнеупорный состав (кладка и ремонт). 1 часть цемента, 3 части песка разбавляются 15% раствором силикатного клея.
Обработка древесины жидким стеклом. Готовится смесь из 1 л воды и 400 г клея, наносится двумя слоями. Покрытие рекомендуется обновлять каждые 3–5 лет.
Защита металлических поверхностей от коррозии. Силикатный клей и цемент в равных пропорциях, после высыхания — покраска.
Клеящий состав для плитки, линолеума. Расход силикатного клея на любой поверхности — 200-400 г/м 2 .

Особенности работы с жидким стеклом

Кроме оперативности в подготовке смеси и ее нанесении необходимо помнить про специфические свойства и необходимые меры предосторожности:

Защита кожи и глаз от прямого контакта. Подойдут стандартные перчатки, защитная одежда и обувь, маска, защитные очки. Если клей попал на кожу или глаза, промыть пострадавший участок большим количеством воды.
Выбор того, как наносить жидкое стекло, зависит от способа применения; используют кисть, валик или краскопульт.
Работа в помещении с хорошей вентиляцией.
Хранение и транспортировка. Хранить и переносить в герметично закрытой таре. Допускается хранение при отрицательных температурах; после оттаивания при комнатной температуре клей не теряет своих качеств.

Вывод

Жидкое стекло — проверенный и доступный материал для выполнения самых разных строительных работ; чтобы результат получился качественным, понадобится сноровка и определенные навыки. С точки зрения эстетики покрытие уступает более дорогим аналогам. Но, если приоритетом является минимизация затрат, жидкое стекло — оптимальное решение.

Читайте также: